Criptosistemul Playfair

Aspecte teoretice:

Un exemplu clasic pentru substituția diagramelor este cifrul lui Playfair. Metoda constă în dispunerea literelor alfabetului latin de 25 de litere într-un pătrat de 5 linii și 5 coloane (i=j) de forma:

De regulă, în prima linie a pătratului se scrie un cuvânt cheie și apoi se completează celelalte linii cu literele alfabetului, fără repetarea literelor din prima linie. Cifrarea se execută după următoarele reguli:

• dacă m1,m2 sunt dispuse în vârfurile opuse ale unui dreptunghi, atunci c1, c2 sunt caracterele din celelalte vârfuri ale dreptunghiului, c1 fiind în aceeași linie cu m1. De exemplu GS devine MN.
• dacă m1 și m2 se găsesc într-o linie, atunci c1 și c2 se obțin printr-o deplasare ciclică spre dreapta a literelor m1 și m2. De exemplu AD devine BF sau CF, DA.
• dacă m1 și m2 se află în aceeași coloană atunci c1 și c2 se obțin prin deplasarea ciclică a lui m1, m2 de sus în jos. De exemplu UO devine BW, iar EZ devine FE. Descifrarea se execută după reguli asemănătoare cu cele de cifrare.

Implementare:

Cod Sursa C++

// CriptarePlayfairCPP.cpp : Defines the entry point for the console application.
//
 
#include "stdafx.h"
#include<iostream>
#include<string>
 
using namespace std;
 
char pc[6][6], c[1000], ans[1000], decy[1000];
 
struct index
{
	int x, y;
};
 
void table(string k)
{
	int l = 0, i = 0, j = 0, v[10] = { 0 }, av[26] = { 0 };
	while (l < k.size())
	{
		if (k[l] >47 && k[l]<58 && v[k[l] - 48] == 0)
		{
			pc[i][j] = k[l];
			v[k[l] - 48] = 1;
			j++;
		}
		else if (k[l] >96 && k[l]<123 && av[k[l] - 97] == 0)
		{
			pc[i][j] = k[l];
			av[k[l] - 97] = 1;
			j++;
		}
		if (j>5)
		{
			j = 0;
			i++;
		}
		l++;
	}
	for (l = 0; l<10; l++)
	{
		if (v[l] == 0)
		{
			pc[i][j] = l + 48;
			j++;
		}
		if (j>5)
		{
			j = 0;
			i++;
		}
	}
	for (l = 0; l<26; l++)
	{
		if (av[l] == 0)
		{
			pc[i][j] = l + 97;
			j++;
		}
		if (j>5)
		{
			j = 0;
			i++;
		}
	}
}
 
int convert(string s)
{
	int i, j = 0, f = 0;
	for (i = 0; i<s.size(); i++)
	{
		if ((s[i]>47 && s[i]<58) || (s[i]>96 && s[i]<123))
		{
			if ((i + f) % 2 != 0 && c[j - 1] == s[i])
			{
				c[j] = 'x';
			}
			else
			{
				c[j] = s[i];
			}
			cout << c[j];
			j++;
		}
		else
		{
			f++;
		}
	}
	if (j % 2 != 0)
	{
		c[j] = 'x';
		cout << c[j];
		j++;
	}
	return j;
}
 
struct index findIndex(char ch)
{
	int i, j;
	struct index f;
	for (i = 0; i<6; i++)
	{
		for (j = 0; j<6; j++)
		{
			if (pc[i][j] == ch)
			{
				f.x = i;
				f.y = j;
				i = 6;
				j = 6;
			}
		}
	}
	return f;
}
 
void encrypt(int l)
{
	int i, ax, ay, bx, by;
	struct index f;
	for (i = 0; i<l; i = i + 2)
	{
		f = findIndex(c[i]);
		ax = f.x;
		ay = f.y;
		f = findIndex(c[i + 1]);
		bx = f.x;
		by = f.y;
		if (ax == bx)
		{
			ans[i] = pc[ax][(ay + 1) % 6];
			ans[i + 1] = pc[ax][(by + 1) % 6];
		}
		else if (ay == by)
		{
			ans[i] = pc[(ax + 1) % 6][by];
			ans[i + 1] = pc[(bx + 1) % 6][ay];
		}
		else
		{
			ans[i] = pc[ax][by];
			ans[i + 1] = pc[bx][ay];
		}
		cout << ans[i] << ans[i + 1];
	}
}
 
void decrypt(int l)
{
	int i, ax, ay, bx, by;
	struct index f;
	for (i = 0; i<l; i = i + 2)
	{
		f = findIndex(ans[i]);
		ax = f.x;
		ay = f.y;
		f = findIndex(ans[i + 1]);
		bx = f.x;
		by = f.y;
		if (ax == bx)
		{
			if (by - 1<0)
			{
				decy[i + 1] = pc[ax][5];
			}
			else
			{
				decy[i + 1] = pc[ax][(by - 1) % 6];
			}
			if (ay - 1<0)
			{
				decy[i] = pc[ax][5];
			}
			else
			{
				decy[i] = pc[ax][(ay - 1) % 6];
			}
		}
		else if (ay == by)
		{
			if (bx - 1<0)
			{
				decy[i + 1] = pc[5][by];
			}
			else
			{
				decy[i + 1] = pc[(bx - 1) % 6][by];
			}
			if (ax - 1<0)
			{
				decy[i] = pc[5][ay];
			}
			else
			{
				decy[i] = pc[(ax - 1) % 6][ay];
			}
		}
		else
		{
			decy[i] = pc[ax][by];
			decy[i + 1] = pc[bx][ay];
		}
		cout << decy[i] << decy[i + 1];
	}
}
 
int main()
{
	string s, k;
	cout << "Introduceti textul de criptat: " << endl;
	getline(cin, s);
	cout << "Introduceti cheia de criptare : " << endl;
	cin >> k;
	int i, j, f = 0;
	cout << "\n5x5 Matricea Playfair : " << endl;
	table(k);
	for (i = 0; i<6; i++)
	{
		for (j = 0; j<6; j++)
		{
			cout << pc[i][j] << " ";
		}
		cout << endl;
	}
	int l;
	cout << "\nMesajul original de criptat : ";
	l = convert(s);
	cout << endl;
	cout << "\nMesajul criptat : ";
	encrypt(l);
	cout << endl;
	cout << "\nMesajul decriptat : ";
	decrypt(l);
	cout << endl;
	system("pause");
}
 

Rezultat: